近日，由哈爾濱醫科大學附屬第一醫院胰膽外科孫備教授團隊聯合哈爾濱工業大學機器人技術與系統全國重點實驗室研發的科研項目，取得突破性進展。研究團隊藉助仿生學原理成功開發的一款仿水熊蟲醫用微納機器人，初步實現了在靜脈血高速流環境中可控運動，並能在靜脈血流中駐停時間達36小時以上。相關研究結果在線發表於最新一期《科學進展》上；同時，國際著名《自然》雜誌以《仿水熊蟲爪形結構為遊動微納米機器人提供抓地力》為研究亮點，進行了報導和點評。專家認為，此項成果今後如能完成臨床轉化，可望顯著提高藥物靶向遞送效率，為降伏胰腺癌、胰腺炎及其它各種腫瘤疾病帶來光明前景。
哈爾濱工業大學機器人技術與系統全國重點實驗室吳志光、趙傑、李天龍、於世民等專家團隊與哈爾濱醫科附屬第一醫院普外科主任兼胰膽外科主任孫備教授、李軼龍副主任醫師等人強強聯手合作，共同完成《可在血管中靶向駐停的仿水熊蟲醫用微納機器人》研究，成功設計出仿水熊蟲醫用微納機器人。這種機器人有著水熊蟲一樣的「爪子」，可顯著提升微納機器人的驅動效率，讓機器人「跑得更快」。利用醫學光學相干斷層成像技術檢測發現，直徑20微米的機器人能在20000微米/秒的靜脈血流環境中高效運動；為讓機器人「停得住」，研究團隊還利用多磁場複合調控技術，得以讓微納機器人在生物組織表面長時間停留並釋放靶向藥物。
據本項醫工合作醫學部分負責人孫備教授介紹，常規的藥物遞送都是藥物分子或載體在血液等流體中擴散進行的，這些藥物分子或載體隨血流等生物流體而擴散，遞運效率低下，且毒副反應比較重。有學者對最近30年來的藥物傳送方式做出了統計，發現輸送12小時後，到達目的地的藥物尚不到1%。這意味著絕大部分藥物已在「郵路」上丟失了。當前，發展勢頭正猛的微納機器人憑藉其體積小、質量輕、推重比大、可穿越多道生物屏障阻隔的優勢和特點，在生物醫學、抗腫瘤靶向用藥遞送、化驗檢測等領域已逐漸嶄露頭角。但如何確保微納米機器人在血流高速沖刷下站穩腳跟及自如驅動？怎樣構築牢固的藥物運輸「通道」，實現循環系統內靶向釋放？這些恰恰是我們與哈工大共同合作研發的立足點與出發點。
孫備教授指出：「醫工合作、學科交叉的意義在於將不同領域的專業知識和技能相互結合，由此有效地解決各領域存在的複雜問題。通過醫工融合，醫學和工程學科之間的專業知識可以相互補充，進而帶來更好的創新和應用。以微納機器人及納米材料為例，作為醫工結合的產物，可用於製備各種功能性生物材料和藥物輸送系統。微納機器人尺寸小、質量輕、推重比大，且載藥性和靶向性十分優異，一旦研製成功並完成臨床轉化，我們醫生可憑藉醫用微納機器人將抗癌藥準確輸送到胰腺周圍血管，並停下「腳步」輸出藥物，真正將胰腺癌、胰腺炎等頑疾的精準治療落到實處。
目前，普外科醫工合作正如火如荼地開展，並取得了一系列豐碩成果，合作團隊包括哈爾濱工業大學和中國科學院長春應用化學研究所等頂尖研究團隊。（李軼龍）